Азизов З.К., Пьянков С.А., Шкляр А.А. (сост.) Инженерная геология

Подождите немного. Документ загружается.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ульяновский государственный технический университет

ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ

Методические указания к курсу и задания к контрольной работе

Составители: З.К. Азизов

С.А. Пьянков

А.А. Шкляр

Ульяновск - 2001

УДК 551 (076)

ББК 26.3 я 7

И 62

Рецензент – доцент кафедры географии УлГПУ, кандидат

географических наук Э.А. Часовникова.

Одобрено секцией методических пособий

научно-методического совета университета

И 62

Инженерная геология: методические указания к курсу и

задания к контрольной работе./ Сост.: З.К. Азизов, С.А. Пьянков

и А.А. Шкляр – Ульяновск, 2001. – 24 с.

Методические указания составлены в соответствии с учебным

планом по курсу «Инженерная геология» для студентов

строительных специальностей всех форм обучения.

Работа подготовлена на кафедре «Строительные конструкции»

УДК 551 (076)

ББК 26.3 я 7

С О Д Е Р Ж А Н И Е

Общие указания……..……………………………………………………...4

Методические указания к разделам курса ……………………………….5

Введение…………………………………………………………………….5

Раздел I. Основы общей геологии………………………………………...5

Тема I. Строение и физические свойства Земли……………………….5

Тема 2. Породообразующие минералы и горные породы…………….6

Тема 3. Условия и физические агенты формирования морских и

континентальных отложений и их генетическая

классификация…………………………………………………………………7

Раздел П. Основы структурной геологии………………………………8

Раздел Ш. Основы гидрогеологии………………………………………9

Тема I. Подземные воды

и их режим…………………………………9

Тема 2. Динамика подземных вод……………………………………10

Раздел IV. Основы динамической геологии……………………………11

Тема I. Эндогенные процессы…………………………………………11

Тема 2. Экзогенные процессы…………………………………………12

Раздел V. Инженерно-геологические процессы и явления…………….14

Раздел VI. Инженерно-геологическое обоснование проекта

сооружения……………………………………………………………………..15

Тема 1. Инженерно-геологические изыскания для промышленных и

гражданских сооружений………………………………….…………………15

Тема 2. Разведочные работы………………………………………….16

Задания к контрольной работе…………………………………………18

Литература………………………………………………………………24

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ

В нашей стране прогнозируется рост капитального строительства.

Объем капиталовложений для развития ведущих отраслей

промышленности, жилищного и сельскохозяйственного строительства

возрастает с каждым годом. В связи с этим повысилось значение быстрого,

правильного и экономически обоснованного проектирования, не-

возможного без широкого применения тщательных инженерно-

геологических исследований, дающих основной материал о природных

условиях территорий, в пределах которых планируется строительство.

Несмотря на то, что основные работы по инженерно-геологическому

изучению территории, предназначенной для того или иного вида строи-

тельства, проводят специалисты-геологи, за инженером-строителем

остается право окончательного выбора участков, наиболее благоприятных

для возведения инженерных сооружений. Инженер-строитель должен уметь

правильно анализировать и использовать данные, полученные в результате

инженерно-геологических изысканий, что требует достаточных знаний в

области инженерной геологии и в смежных с ней геологических

дисциплинах.

Курс «Инженерная геология» студенты изучают в четвер том семестре в

соответствии с программой для специальностей: "Промышленное и граж-

данское строительство" и "Теплогазоснабжение и вентиляция". Для

лучшего усвоения материала изучение курса следует вести по разделам с

последующей проверкой полученных знаний путем ответов на вопросы,

приведенные после каждой темы.

Предусмотренную учебным планом контрольную работу выполняют в

процессе усвоения теоретической части курса. Номер варианта контрольной

работы студент выбирает в соответствии с последней цифрой шифра.

Контрольная работа должна быть написана разборчиво и содержать четкие,

исчерпывающие ответы на все поставленные в ней вопросы, причем

последовательность ответов должна соответствовать последовательности

поставленных вопросов. В необходимых случаях ответы должны сопро-

вождаться поясняющими их схематическими рисунками и чертежами.

Выполненную контрольную работу высылают на факультет или передает на

кафедру «Строительные конструкции» для рецензирования.

Студенты, получившие положительную рецензию на контрольную

работу и выполнившие все лабораторные работы, получают зачет. Зачет по

курсу может быть принят только при наличии положительной рецензии на

контрольную работу и после успешной сдачи зачета по лабораторным

работам.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РАЗДЕЛАМ КУРСА

ВВЕДЕНИЕ

Инженерная геология как научная дисциплина является отраслью

геологии - науки о Земле. Геологическая наука в целом изучает состав,

строение, историю развития

Земли

а также различные процессы,

протекающие в ее недрах и на поверхности.

Следует знать, что предметом изучения инженерной геологии являются

состав, строение и динамика земной коры, которые познаются в связи с

инженерной деятельностью человека.

Основной задачей инженерной геология является изучение геоло-

гических условий, которые в той или иной мере будут влиять на возведение

и эксплуатацию различных промышленных и гражданских сооружений, а

также прогноз изменения этих условий под влиянием деятельности

человека. При этом под геологическими или инженерно-геологическими

условиями понимают рельеф местности, ее геологические и

гидрогеологические особенности, состав и свойства слагающих ее пород, а

также геологические процессы и явления.

При разработке этой темы следует уяснять, что инженерная геология из

цикла геологических дисциплин наиболее тесно связана с такими науками,

как механика грунтов - наука, изучающая деформации и напряжения,

возникающие в породах под действием внешних м внутренних сил;

гидрогеология - наука о подземных водах; мерзлотоведение - наука,

предметом изучения которой является многолетнемерзлая зона зем ной

коры.

Студент должен получить общие сведения об инженерной геологии как

науке; о ее месте в цикле геологических

наук, об основных инженерно-

геологических дисциплинах: грунтоведении, инженерной геодинамике,

региональной инженерной геологии; о роли советских и зарубежных

ученых в становлении и развитии этой науки.

Раздел I. ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ГЕОЛОГИИ

Тема I. Строение и физические свойства Земли

При изучении этой темы необходимо рассмотреть строение Земли как

сложного тела, состоящего из ряда геосфер, резко отличающихся по составу

и свойствам. При этом особое внимание следует обратить на строение и

состав земной коры - литосферы как среды жизни и деятельности человека.

Необходимо получить представление о тепловом режиме Земли (об

изменении температуры по мере увеличения глубины) и влиянии изменения

этого режима на условия строительства в различных климатических зонах.

Студенту надо ознакомиться с методами определения относительного и

абсолютного возраста горных пород, с помощью которых была составлена

геохронологическая шкала. Студенту следует четко усвоить, что только

знание геохронологической шкалы (возрастных единиц, выделяемых в ней,

условных обозначений, индексов и т.д.) позволит понять геологические и

инженерно-геологические карты и разрезы.

Вопроса для самопроверки

1. Какие существуют современные представления об образовании и

строении Земли?

2. Состав и строение геосфер. Объясните их взаимодействие между

собой.

3. Каково строение земной коры? Чем отличается океанический тип

земной коры от континентального?

4. Как изменяется тепловой режим Земли по глубине и какие

показатели его характеризуют?

5. Какое практическое значение имеет изучение теплового режима в

приповерхностных частях земной коры?

6. Что такое абсолютный и относительный возраст горных пород и

какие методы существуют для его определения?

7. На какие эры, периоды и эпохи делятся история земной коры?

Какова их продолжительность?

8. Какое практическое значение имеет геологическая хронология для

инженерной геологии?

Тема 2. Породообразующие минералы и горные породы

В строении земной коры принимают участие различные минералы и

горные породы, часто очень резко отличающиеся по составу и свойствам.

Горные породы являются одним из основных факторов инженерно-

геологических условий территории, определяющих возможность и эко-

номичность строительства в изучаемом районе, поэтому на их изучение

нужно обратить особое внимание.

Необходимо рассмотреть строение и свойства основных породооб-

разующих минералов, от которых в значительной мере зависят и свойства

пород.

Следует ознакомиться с генетической и инженерно-геологической

классификациями горных пород, изучить условия образования различных

горных пород, их минеральный состав, структуру, текстуру, формы

залегания. Необходимо четко уяснить зависимость состава и свойств пород

от генезиса и постгенетических процессов.

Вопросы для_ самопроверки

1. Что называется

минералами и горными породами?

2. Дайте схематическую классификацию минералов по их химическому

составу.

3. По каким физическим свойствам и внешним признакам определяют

минералы? Охарактеризуйте основные породообразующие минералы.

4. Как классифицируются горные породы по условиям образования?

5. Как подразделяют магматические горные породы по условиям

образования и кислотности (по содержанию SiO

)? Назовите пред-

ставителей глубинных и излившихся пород и охарактеризуйте их мине-

ралогический состав, структурно-текстурные особенности, физико-

механические свойства. Объясните зависимость состава и свойств пород от

условий образования. Каковы формы залегания магматических пород?

6. Как образуются осадочные породы? Назовите представителей пород

обломочного, химического и смешанного происхождения. Охарактеризуйте

их минералогический состав, структурно-текстурные особенности, физико-

механические свойства и объясните зависимость состава и свойств от

происхождения пород. Каковы формы залегания осадочных пород?

7. Как образуются метаморфические горные породы? Назовите породы

контактового и регионального метаморфизма и охарактеризуйте их

минералогический состав, структурно-текстурные особенности и физико-

механические свойства

Тема 3. Условия и физические агенты формирования морских и

континентальных отложений и их генетическая классификация

При изучении этой темы необходимо ознакомиться с геологической

работой ветра, рек, озер, морей, ледников. Геологическая деятельность этих

процессов проявляется при разрушении горных пород, переносе продуктов

разрушения и их отложении. В результате этой деятельности возникают

новые породы, которые по составу и свойствам резко отличаются от

материнских и часто образуют новые формы рельефа.

Следует рассмотреть процессы выветривания (физического, хими-

ческого и биологического), в результате комплексного воздействия которых

на горные породы формируются элювиальные грунты, характеризующиеся,

как правило, сравнительно низкой прочностью. Необходимо уяснить их

роль в подготовке рыхлых продуктов разрушений горных пород,

переносимых позже ветром, текучими водами и т.д.

При изучении отложений, образованных в результате геологической

деятельности указанных процессов, следует особое внимание обратить на

закономерности их фациального изменения, состав и физико-механические

свойства.

Вопросы для самопроверки

1. Виды выветривания горных пород. Значение выветривания горных

пород для практики строительства.

2. Охарактеризуйте мероприятия, необходимые для защиты горных

пород от выветривания.

3. Как образуются делювиальные отложения? Как изменяются мощ-

ность, состав и физико-механические свойства делювиальных отложений

вниз по склону?

4. Какие условия необходимы для возникновения селевых потоков?

Виды селей и методы борьбы с ними. Виды пролювиальных отложений, их

состав и физико-механические свойства.

5. В чем заключается геологическая деятельность рек? Как образуются

речные долины? Виды аллювиальных отложений, их состав и физико-

механические свойства.

6. В чем заключается геологическая работа волн, возникающих на

поверхности воды? Виды морских отложений, их состав и физико-

механические свойства.

7. Объясните геологическую деятельность ледников. Как образуются

ледниковые и ледниково-речные отложения? Их состав и физико-

механические свойства.

Раздел П. ОСНОВЫ СТРУКТУРНОЙ ГЕОЛОГИИ

При изучении этого раздела следует понять, что земная кора состоит из

различных по форме, прилегавших друг к другу тел, сложенных разными

горными породами. Основными структурными элементами земной коры

являются платформы и геосинклинали. Студент должен четко уяснить

различия в их строении и развитии.

При рассмотрении форм залегания горных пород (структурных форм)

необходимо помнить, что первичные структурные формы (слой, пласт и

т.д.) образуются одновременно с образованием горных пород, а вторичные -

возникают в результате деформации первичных структурных форм. Особое

внимание следует обратить на изучение разнообразных форм складчатых и

разрывных дислокаций и влияние их на условия строительства различных

сооружений.

Необходимо ознакомиться с современной классификацией

трещиноватости горных пород, методами изучения трещин.

Студент должен понять значение трещиноватости горных пород для

оценки их фильтрационных, прочностных и деформационных свойств.

Вопросы для самопроверки

1. Объясните различия в строении земной коры в пределах платформ и

геосинклиналей.

2. Каковы формы залегания осадочных пород? Охарактеризуйте раз-

личные виды несогласий.

3. Каковы формы залеганий магматических горных пород?

4. Каковы формы залеганий метаморфических горных пород?

5. Какие основные типы складок встречаются в земной коре и их

влияние на условия строительства?

6. Перечислите формы разрывных дислокаций и охарактеризуйте

их

влияние на условия строительства в районах их развития.

7. Охарактеризуйте основные виды трещиноватости горных пород и их

влияние на прочность оснований различных сооружений.

8. Какие существуют виды несогласного залегания горных пород?

Раздел Ш. ОСНОВЫ ГИДРОГЕОЛОГИИ

Тема I. Подземные воды

и их режим

Подземные воды являются как важнейшим источником

водоснабжения, так и одним из факторов, определяющих инженерно-

геологические условия территории. В большинстве случаев подземные

воды затрудняют строительство различных сооружений. Они воздействуют

непосредственно на сооружения, вызывая затопление фундаментов и

коммуникаций, коррозию строительных материалов, используемых для

устройства подземных частей сооружения (фундаментов).

В результате взаимодействия подземных вод и горных пород в

основании сооружений происходит изменение физико-механических

свойств пород, как правило, приводящее к уменьшению их прочности.

Подземные воды являются одной из причин, вызывающих такие геоло-

гические процессы, как просадки лессовых пород, пучение, оползни, карст,

суффозию и т.д., в районах развития которых строительство сооружений

связано со значительными трудностями.

Следует изучить виды воды, содержащиеся в грунтах в зонах аэрации и

насыщения, и их влияние на физико-механические свойства горных пород.

Необходимо уяснить условия образования различных типов подземных

вод и особенности их

режима, причем особое внимание следует обратить на

верховодку и грунтовые воды. Подземные воды первых от поверхности

водоносных горизонтов чаще всего влияют на инженерно-геологические

условия местности.

Следует ознакомиться с методами стационарных наблюдений за

режимом подземных вод, а также с составленными на основании этих

наблюдений картами гидроизогипс, гидроизопьез, гидроизобат, с помощью

которых можно устанавливать направление и скорость движения

подземных вод, глубину их залегания и другие параметры водоносных

горизонтов.

Необходимо также рассмотреть вопросы, посвященные химическому

составу подземных вод, их жесткости и агрессивности.

Вопроса для самопроверки

1. Какие виды воды находятся в грунте? Каково влияние различных

видов воды на свойства грунтов?

2. Сущность конденсационной и инфильтрационной теорий образо-

вания подземных вод.

3. Какие типы подземных вод выделяют по условиям их образования?

4. Что такое верховодка? Ее режим и влияние на условия строи-

тельства.

5. Какие воды называются грунтовыми? Объясните их образование,

распространение, условия питания я влияние на условия строительства.

6. Какие межпластовые воды называются

артезианскими?

7. Что такое режим подземных вод и какие факторы влияют на него?

Виды и цели стационарных наблюдений

за режимом подземных вод.

8. Каковы принципы составления гидрогеологических карт

(гидроизогипс, гидроизопьез, гидроизобат)? Какие задачи решают с их

помощью?

Тема 2. Динамика подземных вод

В процессе изучения этой темы необходимо получить представление о

коэффициенте фильтрация как основном показателе, характеризующем

степень водопроницаемости горных пород; об основных видах и законах

движения подземных вод.

Следует ознакомиться с классификацией подземных потоков и их

гидродинамическими параметрами.

При изучении плоских потоков подземных вод рекомендуется рас-

смотреть методы подсчета расхода ори горизонтальном м наклонном

залеганиях водоупора. Особое внимание необходимо обратить на усвоение

полевых и лабораторных методов определения коэффициента фильтрации,

методов расчета водопритока как к отдельным скважинам и котлованам, так

и к взаимодействующим вертикальным и горизонтальным дренам.